Levantamento das tecnologias sem fio para IoT e Indústria 4.0
Amanda Trindade de Santana Elisiario
Instituto Federal de São Paulo (IFSP), Cubatão, SP, Brasil Gustavo Ferreira Vicentine
Instituto Federal de São Paulo (IFSP), Cubatão, SP, Brasil Heitor Giatte da Costa
Instituto Federal de São Paulo (IFSP), Cubatão, SP, Brasil Dr. Arnaldo de Carvalho Junior
Instituto Federal de São Paulo (IFSP), Cubatão, SP, Brasil
Resumo: Este artigo faz um levantamento bibliográfico a respeito das tecnologias sem fio aplicadas para Internet das Coisas (IoT) e Indústria 4.0. O objetivo é comparar as tecnologias Sigfox, LoRaWAN, Wi-Fi, ZigBee, Bluetooth (BLE) e Narrowband-IoT (NB-IoT), verificando o alcance e a taxa de transmissão de dados de cada uma, além de outras características. O trabalho discorre também sobre a Low Power Wide Area Network (LPWAN) e a Wireless Local Area Network (WLAN), e as aplicações reais de IoT com as tecnologias sem fio.
Palavras–chave: Survey. Internet das Coisas (IoT). Indústria 4.0. Wireless.
Abstract: This article is a bibliographic survey regarding wireless technologies for the Internet of Things (IoT) and Industry 4.0 applications. The objective is to compare Sigfox, LoRaWAN, Wi-Fi, ZigBee, Bluetooth (BLE) and Narrowband-IoT (NB-IoT) technologies, verifying the range and data transmission rate of each one, in addition to other characteristics. The work also discusses the Low Power Wide Area Network (LPWAN) and the Wireless Local Area Network (WLAN), and the real applications of IoT with wireless technologies.
Keywords: Survey. Internet of Things (IoT). Industry 4.0. Wireless.
INTRODUÇÃO
A Internet das Coisas (Internet of Things- IoT) é um avanço incalculável para a evolução da humanidade, contribuindo fortemente para a facilidade coletiva através de criações inteligentes que são possíveis em razão das aplicações sem fio (QU et al., 2018). Até 2024, espera-se que o mercado da IoT dê um lucro aproximado de 4,3 trilhões de dólares (RAZA et al., 2017). A IoT é um termo para se referir a dispositivos elétricos e eletrônicos conectados à Internet e busca ampliar sua utilização para além da comunicação entre dispositivos com a mesma função, mais conhecido como
“machine-to-machine (M2M)” (MIRAZ et al., 2015). Resumidamente, a IoT é uma forma de objetos cotidianos inanimados serem programados para realizar tarefas domésticas ou industriais de forma remota. Isso é possível, pois os objetos entram em comunicação e se conectam através da Internet (SANTOS et al., 2016). Entre as tecnologias que a IoT pode se apropriar, destacam-se Bluetooth, LoRaWAN, Narrow Band IoT, Wi-Fi, Sigfox e Zigbee.
A Low Power Wide Area Network (LPWAN) é uma rede de longa distância de baixa potência. Destaca-se por ser uma rede de baixo custo e oferecer conectividade por uma área de longo alcance. Essa tecnologia contribui fortemente para a expansão da IoT e é altamente utilizada na agricultura (LIYA; ARJUN, 2020). Entre as tecnologias que a LPWAN possui, encontram-se LoRaWAN, NB-IoT e Sigfox (LIYA et al., 2020), e Zigbee (CHETTRI; BERA, 2020).
A WLAN (Wireless Local Area Network) é uma rede local sem fios, que estabelece alguns parâmetros para aplicação, sendo eles cobertura, capacidade e interferência. Relacionam-se da seguinte forma: quanto maior a cobertura, maior quantidade de pontos de acesso é necessária (access points – Aps) para minimizar a interferência causada. Já o paralelo que se pode traçar com a capacidade é em relação ao número de dependentes da rede, ou seja, quanto maior for a capacidade desejada, maior será a taxa de transmissão de dados pelos APs. Além disso, elevar a taxa de dados de transmissão de um AP significa controlar a cobertura alcançada pela rede, e isso exige mais APs e aumenta a chances de interferência entre esses APs (CARVALHO JUNIOR, 2012).
A arquitetura IEEE 802 define um conjunto de normas e tecnologias para redes
duas subcamadas: Logical Link Control (LLC), o equivalente a um protocolo de enlace de fato, porém nem todo padrão IEEE 802 o utiliza. As tecnologias apresentadas nesse artigo pertencem ao padrão IEEE 802.11, conhecidos como WLAN (redes locais sem fio), o que inclui WiFi, e o padrão IEEE 802.15 específicos para WPAN (redes pessoais sem fio). O Bluetooth pertence a esse padrão.
A metodologia empregada nesse artigo foi a pesquisa bibliográfica. Para isso, agruparam-se informações de diversos artigos, dissertações e fóruns técnicos. Toda fundamentação teórica utilizada nesse trabalho foi obtida pelas plataformas de busca
“Google Scholar” e “IEEE Xplore”. A pesquisa por artigos foi realizada através de palavras chaves, como LPWAN, LoRaWAN, Sigfox, Wireless Sensor Nodes, Wireless Industrial Sensor Network, aplicações sem fio, IoT, Indústria 4.0 e outras. Destaque- se a relevância desta pesquisa por caracterizar o estado da arte das tecnologias sem fio disponíveis e para quais aplicações elas se destinam.
Este trabalho mostra as aplicações práticas da IoT, tais utilizações se apropriam das redes sem fio citadas anteriormente no presente trabalho. As aplicabilidades expostas estão divididas em seis áreas diferentes, sendo o setor da saúde em que é apresentado a IoT usada na E-Helthcare (assistência médica), na área tecnológica e de desenvolvimento onde se encontram as cidades inteligentes (smart cities), o ramo da automação residencial (home automation) em que é discorrido acerca de casas inteligentes. E ainda, o setor da agricultura e agronegócio, o qual é um setor em que a IoT está em alta expansão em razão das aplicações sem fio e dispositivos IoT mostrarem alto desempenho e benefícios. E, também, o transporte inteligente (smart transportation), posto que envolve pesquisa visando a melhorar o desempenho, segurança e eficiência de veículos. E esse artigo apresenta inclusive, a IoT nas redes inteligentes mais conhecida como “smart grids”. Essa aplicação está inteiramente ligada ao setor elétrico e o presente trabalho busca explorar o conceito, a finalidade e as características das redes inteligentes.
O presente artigo tem como principal objetivo realizar um levantamento bibliográfico destrinchando as tecnologias sem fio consideradas as principais para IoT e Indústria 4.0. Por isso, foram selecionadas seis redes sem fio e apresentadas tabelas detalhadas constando as características essenciais de cada tecnologia como, por exemplo, alcance, frequência de banda, taxa de transmissão e consumo de
energia. Ademais, em razão do artigo ser do tipo “survey”, os resultados são apresentados em formato de quadro com o número de artigos presentes das seis tecnologias exploradas ao longo do artigo. Foi verificada a quantidade utilizando as plataformas de busca “Google Scholar” e “IEEE Xplore” e dispondo das ferramentas de busca avançada e operadores booleanos.
A seção 2 apresenta a fundamentação teórica e descrição das tecnologias sem fio pesquisadas. A seção 3 apresenta um levantamento das principais aplicações por tecnologia, enquanto a seção 4 apresenta os resultados alcançados por esta pesquisa.
2. FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA
A IoT está expandindo e mostrando a quão necessária é para a evolução da tecnologia, tendo em vista que o mercado da IoT gera muitos benefícios para a economia. Através dos incentivos governamentais, a quantidade de dispositivos conectados IoT atingiram a marca de 7,1 bilhões, em 2018, e a perspectiva é de que esse número aumente. Espera-se que, em 2025, sejam 21,5 bilhões de dispositivos IoT e que o valor desse setor alcance 7,1 trilhões de dólares, também até 2025 (PIRAYESH et al., 2020).
Nesse contexto, é interessante conhecer a arquitetura básica dos dispositivos inteligentes que dispõem de quatro elementos, sendo memória, comunicação, energia e sensores. A unidade de memória, também conhecida como unidade de processamento, é formada por armazenamento de dados, um conversor analógico digital e um microcontrolador. O objetivo dessa unidade é reduzir o consumo de energia e o espaço ocupado (SANTOS et al., 2016). O outro elemento, unidade de comunicação, corresponde a um canal de comunicação sem fio, mas há usos de comunicação com fio. A unidade de energia caracteriza-se por gerar energia através de uma bateria, e a última unidade, que pode ser chamada de sensor ou atuador, é responsável por monitorar a localização do objeto inteligente (SANTOS et al., 2016).
Portanto, percebe-se que os objetos inteligentes conseguem desempenhar diversas funções por meio de comandos pré-determinados.
2.1 Tecnologias Sem Fio
A seguir, é apresentada uma breve descrição de cada tecnologia sem fio pesquisada.
A. SIGFOX
A Sigfox é uma empresa francesa e uma rede de menor consumo e capacidade elevada direcionada para IoT, sendo uma das empresas pioneiras voltada para IoT.
Em linhas gerais, a tecnologia Sigfox disponibiliza uma alternativa de comunicação sem fio por meio de um software que diminui tanto o consumo de energia quanto o valor gasto dos aparelhos conectados. A banda de frequência em que opera é de 915 a 928 MHz e a largura de banda do canal de 100 MHz. Além disso, a Sigfox sustenta a banda ultra estreita e opera em espectro não licenciado, em que é gerada uma forma celular de comunicação de rede para indicar uma solução de menor rendimento em IoT (CHETTRI; BERA, 2020).
B. LoRa e LoRaWAN
A rede sem fio LoRaWAN altamente popular entre a LPWAN (Low Power Wide Area Network) (SIKIMIĆ et al., 2020) ou protocolo LoRaWAN™ estabelece a arquitetura e a comunicação de um sistema e, para determinar esses parâmetros, o protocolo utiliza a tecnologia LoRa® (SILVA JUNIOR, 2016). A tecnologia LoRa é uma camada física responsável pela comunicação de longa distância. A rede de espectro LPWAN foi criada por “The Special Interest Group” (SIG) (Grupo de Interesse Especial). Trata-se de uma camada de enlace “Media Access Control” (MAC) (Controle de Acesso ao Meio) de um determinado modelo OSI, Open System Interconnection (Sistemas Abertos de Interconexão). Em linhas gerais, enquanto a rede LoRaWAN é um protocolo estrutural que permite a comunicação do sistema de rede, o LoRa serve para passagem de troca de dados de longo alcance (SIKIMIĆ et al., 2020).
C. ZigBee
O ZigBee utiliza o LPWAN para promover sua tecnologia na área de IoT, destacando-se por possuir todas as camadas OSI e ser uma continuidade do
IEEE.802.15.4 (CHETTRI; BERA, 2020). Assim, é comparada ao Bluetooth porque ambas são comunicações de curto alcance, já que o ZigBee transmite até 100m.
Destaque-se que o ZigBee utiliza microcontroladores de 8 bits (SIKIMIĆ et al., 2020), e sua aplicabilidade ocorre na área de saúde, automação residencial e indústria relacionada a IoT (CHETTRI; BERA, 2020), e para tarefas em que não seja necessário transmitir dados em altas quantidades (SIKIMIĆ et al., 2020).
D. Bluetooth
O Bluetooth é uma comunicação sem fio desenvolvida para promover a conexão entre aparelhos em curta distância. Essa tecnologia opera na banda de 2.4 GHz ISM (industrial, scientific and medical) e atualmente é o padrão aderido pela indústria de aparelhos móveis. Em adição, existe também o Bluetooth Low Energy, BLE que, além de consumir menos energia, tem capacidade de sustentar uma topologia estrelada ilimitada. Todavia, verifica-se que o BLE se aplica a dispositivos que utilizam fontes de energia autônomas e que possuem baixa largura de banda (SIKIMIĆ et al., 2020).
E. NB-IoT
O NB- IoT, Narrowband (A Internet de banda estreita das coisas), faz parte da LPWAN e surgiu através da tecnologia 3 GPP, 3rd Generation Partnership Project (Projeto de Parceria de 3.ª Geração). Opera em uma largura de banda de 180 kHz de uplink e downlink. Possui três modos de operação, sendo o primeiro “Operação In- band”, o segundo “Modo de Banda de Guarda” e o terceiro “Modo Autônomo”. Além disso, é uma tecnologia relacionada à aplicação para IoT, sendo utilizada em aplicativos de baixa potência e será de grande importância futuramente para as tecnologias que dependem da IoT (CHETTRI; BERA, 2020).
F. WLAN (Wi-Fi)
O Wi-Fi é uma tecnologia do padrão IEEE 802.11 e atua na faixa de 2,4 e 5GHz.
Necessita de dois elementos para estabelecer uma rede central, sendo um ponto de acesso e um adaptador respectivamente (SIKIMIĆ et al., 2020). Ademais, a rede
utilizada é a LAN (Local Area Network) e o Wi-Fi é recomendado para aplicação de curto alcance (CHETTRI; BERA, 2020).
É importante saber que existe uma tecnologia mais eficiente para cada cenário em que a IoT necessite ser usada. Para determinar isso, existem dois conceitos conhecidos, como taxa de transmissão de dados (em inglês: throughput) e alcance (distance). A Fig. 1 apresenta um diagrama de taxa de transmissão de dados por alcance onde cada tecnologia se posiciona.
Figura 1- Comparação das tecnologias sem fio quanto à taxa de dados e distância
Fonte: Adaptado do artigo “Digital Wireless Automotive Tachograph”. (DINIZ et al., 2019).
A distância/alcance que cada tecnologia sem fio é capaz de atingir é um critério importante para a escolha da rede que será utilizada. As redes de comunicação para IoT são divididas em rede de curto, médio e longo alcance (SIKIMIĆ et al., 2020) (CONCEIÇÃO JÚNIOR, 2012). Em relação à frequência de banda, existem as gratuitas e de espectro não licenciado, como a ISM que tem finalidade científica, e as licenciadas que demandam questões burocráticas, regulatórias e com custo de aquisição (CONCEIÇÃO JÚNIOR, 2012).
O consumo de energia está totalmente ligado a economia do projeto, pois, quanto menos energia utilizada, menor será o custo financeiro (CONCEIÇÃO
JÚNIOR, 2012). A seguir, é apresentada o Quadro 1 comparando as características das tecnologias.
Quadro 1- Principais Características das Tecnologias Sem Fio Utilizadas em IoT
Fonte: Elaborado pelos autores (2022).
3. RESULTADOS
Nesta seção, são apresentados os resultados obtidos na busca por palavras- chave e pelas aplicações mais utilizadas pelo tipo de tecnologia.
3.1. Levantamento das Tecnologias Sem Fio
Notou-se que as tecnologias Sigfox, LoRaWAN, Wi-Fi, ZigBee, Bluetooth e NB- IoT tornam possível a concretização da IoT e a implementação da Indústria 4.0.
Tecnologias Alcance Banda Taxa de Transmissão
Consumo de
Energia Referências
LoRaWan
5km urbano e 20 km rural
915 e 928
MHz 50 kbps Baixo
(QU et al., 2018) (LIYA e ARJUN,
2020)
SigFox
10 km urbano e 50 km rural
868 MHz e 915 e 928
MHz
100 kbps Baixo
(QU et al., 2018) (LIYA e ARJUN,
2020)
NB-IoT
1km urbano e 10 km rural
700 e 800 e 900 MHz
20 kbps (FDMA - uplink), 200 kbps (OFDMA-downlink)
Baixo
(QU et al., 2018) (LIYA e ARJUN,
2020)
Wi-Fi 100m 2,4 GHz / 5
GHz / 6 GHz 9608 Mbps Médio
(QU et al., 2018) (LIYA e ARJUN, 2020) (MIRAZ et
al., 2015)
Bluetooth 10m 2402 MHz e
2480 MHz 2.2 Mbps Baixo
(QU et al., 2018) (LIYA e ARJUN, 2020) (SANTOS
et al., 2016)
Zigbee De 10m a 100m
902 e 928 MHz, e 2,4
GHz
20, 40 kbps e 250
kbps Baixo
(QU et al., 2018) (LIYA e ARJUN, 2020) (MIRAZ et
al., 2015)
artigo, a tabela a seguir mostra a relação da quantidade de artigos disponíveis nas duas plataformas de busca utilizadas nesse trabalho. Além disso, como forma de deixar a pesquisa mais eficiente, foram utilizados operadores booleanos “AND” e
“OR”, são utilizados como procedimento de busca. O operador “AND” representa a interseção, isto é, as palavras-chave pesquisadas irão aparecer no mesmo documento. Já o operador “OR” é utilizado para indicar a união, ou seja, as palavras buscadas não estarão todas no mesmo documento, pode-se encontrar uma ou outra.
Além desses dois operadores, há também o operador “NOT” que representa a exclusão da pesquisa. Em outras palavras, se for pesquisado “indústria 4.0 NOT IoT”, é o mesmo que dizer “pesquisar artigos que tenha o termo indústria 4.0 e não tenha o termo IoT”. Todavia, na exposição desse trabalho, utilizaram-se somente os operadores “AND” e “OR”. Para mais, cabe a observação em relação ao período utilizado para pesquisa da quantidade de artigos de cada tecnologia, consideraram- se apenas artigos publicados nas plataformas citadas entre o ano de 2015 e de 2022.
Percebe-se, ao analisar os dados do Tabela 1, que, quando o operador booleano “OR” foi colocado junto às palavras-chave pesquisadas, a quantidade de artigos encontrados em ambas as plataformas foi maior do que quando utilizado o operador “AND”. Isso ocorre justamente porque o objetivo do operador “OR” é encontrar artigos que tenham apenas um dos termos buscados. Já o operador “AND”, por ter como propósito encontrar todos os termos em um único artigo, acaba por diminuir a quantidade encontrada, pois esse operador é mais seletivo. Ainda de acordo com os dados compilados na Tabela 1, verifica-se que as tecnologias LoRaWAN, NB-IoT, Wi-Fi e ZigBee possuem maior número de artigos publicados.
Pode-se entender que essas quatro tecnologias estão sendo mais apuradas e, provavelmente, apontadas como melhores soluções para aplicações futuras.
Tabela 1 – Levantamento da Quantidade de Artigos de Cada Tecnologia
Fonte: Elaborado pelos autores (2022).
3.2 Aplicações das Tecnologias Sem Fio.
A IoT já é utilizada em diversas áreas, como em E-Healthcare (assistência médica), cidades inteligentes, automação residencial, agricultura, transporte
TERMOS GOOGLE SCHOLAR IEEE Xplore
sigfox AND iot 10 900 186
sigfox OR iot 270 000 58 282
lorawan AND iot AND
industry 4.0 4 690 40
lorawan OR iot OR
industry 4.0 1 100 000 63 173
NB-IoT AND iot 16 300 947
NB-IoT OR iot OR
industry 4.0 1 240 000 60 315
wifi AND iot AND
industry 4.0 15 800 12
wifi OR iot OR
industry 4.0 1 220 000 65 398
bluetooth AND iot 41 900 1 485
bluetooth OR iot 430 000 70 405
zigbee AND iot AND
industry 4.0 13 300 17
zigbee OR iot OR
industry 4.0 1 230 000 70 380
inteligente (smart transportation). Esta seção mostra cada aplicação e suas características.
I. E- HELTHCARE
Um conceito que está em alta no ambiente da saúde e relacionado a IoT é a telemedicina, a qual foi altamente necessária e eficaz principalmente no período de isolamento social devido à pandemia de COVID-19. A telemedicina engloba o diagnóstico médico, a prevenção e o tratamento de doenças (MOURA et al., 2022).
Um exemplo disso são os sensores vestíveis “Health IoT” capazes de transmitir dados de um paciente para dispositivos por meio das redes sem fio. Esses dados podem ser do monitoramento da frequência cardíaca, dados da diabetes, saturação do oxigênio e outros (SCARPATO et al., 2017). Além disso, podem ser transmitidos de forma remota a temperatura do paciente e os sinais vitais das pessoas. A perspectiva é possibilitar que os serviços remotos da área da saúde sejam aprimorados, implantando alta conectividade para comunicação entre hospitais, as farmácias e os profissionais da área (CHETTRI; BERA, 2020).
II. CIDADES INTELIGENTES
Para acompanhar a evolução tecnológica, a IoT é utilizada para projetos de cidades inteligentes, cujo objetivo é conectar objetos e pessoas em qualquer lugar e a qualquer momento. O conceito de cidade inteligente engloba iluminação inteligente, gestão inteligente de resíduos e outros. Além disso, a velocidade da taxa de transmissão de dados da tecnologia celular será de 2 GB/s, isto é, uma velocidade dez vezes maior que a velocidade que permite a comunicação entre dispositivos IoT (CHETTRI; BERA, 2020).
III. AUTOMAÇÃO RESIDENCIAL
As casas inteligentes se aproximam do princípio do conceito de IoT, que é tornar um objeto com capacidade de ser programado, em um realizador de tarefas.
Assim, a automação residencial ou “home automation” visa a conectar os eletrodomésticos e a projetar janelas e portas capazes de obedecer a comandos.
Estes comandos ocorrem, pois existe um controlador principal responsável por
reunir, guardar e filtrar os dados obtidos, e é esse controlador principal que entende e obedece aos comandos. Entre as variáveis as quais é possível dar ordens, estão a temperatura da casa, ar-condicionado, lâmpadas e toda parte de iluminação. A respeito dos dados da residência, é valido reforçar a importância de serem privados, porque cada informação é sensível quando se trata de automação residencial (CHETTRI; BERA, 2020) (QU et al., 2018).
IV. AGRICULTURA
A área da agricultura e agronegócio em geral se beneficia bastante das tecnologias IoT, e as tecnologias sem fio da rede LPWAN se destacam nesse contexto, pois possuem longo alcance, permitindo a conectividade em uma grande área, além de ter custo reduzido para esse tipo de aplicação. A preferência por utilizar tecnologias da rede LPWAN como LoRaWAN, NB-IoT e Sigfox deve-se ao fato de essas tecnologias apresentarem resultados melhores em tarefas de sistema de irrigação por gotejamento ou irrigação autônoma, manejo de estufas, monitoramento simultâneo do solo e sensores de medição de temperatura do solo e da umidade. Visto isso, percebeu-se a importância da IoT nesse setor quando a ONU, junto à equipe responsável por acompanhamento das atividades agrícolas, constatou que é necessário um crescimento de 60% na área agrícola até 2050 para esse setor suprir as necessidades da população mundial que aumenta constantemente (LIYA; ARJUN, 2020).
V. TRANSPORTE INTELIGENTE
O transporte inteligente visa a colocar nos próximos automóveis e veículos em geral sensores inteligentes e um controlador eletrônico a fim de monitorar e dispor do controle do veículo. Para evitar e diminuir os riscos dos acidentes de automóveis, a IoT visa a aprimorar o radar de trânsito utilizando o 5G. Isso ocorrerá quando os veículos das redes IoT estiverem conectados junto aos transportes inteligentes e, assim, conversarem entre si almejando obter dados das condições do tráfego em determinado momento. Além disso, dentro desse aspecto, é possível mencionar o tráfego inteligente, em que o objetivo é fornecer melhores
rotas e manejar o fluxo de veículos de forma inteligente (CHETTRI; BERA, 2020) (QU et al., 2018).
VI. SMART GRID
O conceito “Smart Grid” ou, em português, rede inteligente, emprega a automação visando a obter controle e monitorar a rede elétrica. As smart grids objetivam melhorar o processo desde a transmissão até o consumo de energia elétrica. As redes inteligentes se caracterizam por diminuir os impactos ambientais, isto é, uma rede mais sustentável, resolver de forma automática falhas no sistema, além de ser mais segura por suportar ataques físicos e cibernéticos. Para este conceito de smart grid ser concretizado, a comunidade científica e a empresas comerciais estão se dedicando arduamente, sendo que a aplicação final desejada é para gerenciamento de sistemas aplicados na área residencial e predial (FALCÃO, 2011; LEITE; CRUZ, 2017).
Quadro 3 – Relação Entre Aplicabilidade e Tecnologias Utilizada
Fonte: Elaborado pelos autores (2022).
4 CONCLUSÃO
Diante dos dados apresentados, percebe-se que a evolução tecnológica Internet das Coisas (IoT) se faz totalmente necessário visto que traz consigo muitos benefícios, sendo o principal deles a conexão de dispositivos e objetos capazes de realizar tarefas remotamente através dos comandos determinados. Destaque-se os
APLICAÇÕES IoT TECNOLOGIAS ENVOLVIDAS REFERÊNCIAS
E-Healthcare LoRa (RIBEIRO, 2019)
Smart City ZigBee e Bluetooth (QU et al., 2018) (CHETTRI e BERA, 2020)
Home Automation Wi-Fi; LoRa; SigFox (QU et al., 2018) (CHETTRI e BERA, 2020)
Agricultura Wi-Fi; LoRaWAN; NB-IoT; SigFox (LIYA e ARJUN, 2020)
Smart Transportation Wi-Fi (QU et al., 2018) (CHETTRI e BERA, 2020)
Smart Grid Wi-Fi (FALCÃO, 2011)(LEITE, 2017)
como cada setor utiliza o recurso da IoT e rede sem fio para o desenvolvimento mais seguro e eficiente. E, ainda, todo esse crescimento tecnológico é possível graças às redes sem fio, nesse caso, Bluetooth (BLE), NB-IoT, LoRaWAN e LoRa, Sigfox, Wi-Fi e ZigBee que, ao serem comparadas, mostram que nem sempre uma tecnologia será completamente melhor que outra, mas que cada rede sem fio é mais adequada para determinada aplicação. Comparando as características, observa-se que o Wi-Fi possui alta taxa de transmissão de dados, em contrapartida dispõe de menos cobertura. O LoRaWAN e o SigFox costumam disputar espaço devido a ambos possuírem semelhanças, já o NB-IoT possui baixa taxa de transmissão, no entanto, apresenta ótimo desempenho em aplicações que demandam cobrir uma grande área e tem a vantagem de já ter uma estrutura instalada, pois o NB-IoT é uma tecnologia derivada da rede celular 3GPP. E o Bluetooth e o ZigBee apresentam características parecidas, entretanto, enquanto o Bluetooth apresenta maior taxa de transmissão e curto alcance, o ZigBee é contrário pois pode ter um alcance maior dependendo da aplicação, entretanto, possui taxa de transmissão menor. Para mais, a rede Bluetooth Low Energy (BLE) é recomendada e utilizada para dispositivos com baixa largura de banda. Após destrinchar cada tecnologia e suas características, notou-se que, nos resultados, foram obtidas maiores quantidades de artigos das tecnologias LoRaWAN, NB-IoT, Wi-Fi e ZigBee. Esse dado pode indicar uma preferência para essas tecnologias serem aplicadas aos projetos futuros de IoT e Indústria 4.0 e, por isso, essas quatro tecnologias são mais investigadas e, consequentemente, possuem mais estudos realizados. Portanto, percebe-se que o objetivo do trabalho foi atingido, uma vez que o presente artigo teve como propósito realizar um levantamento bibliográfico das tecnologias, e isso foi feito e os resultados apresentaram êxito.
REFERÊNCIAS
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